Grid Computing (Komputasi Grid)

Grid computing adalah sumber daya yang melibatkan banyak komputer yang terdistribusi dan terpisah secara geografis untuk memecahkan persoalan komputasi dalam skala besar. Grid dapat dianggap sebagai sistem terdistribusi dengan beban kerja non-interaktif yang melibatkan sejumlah besar file. Semakin cepat jalur komunikasi terbuka, maka peluang untuk menggabungkan kinerja komputasi dari sumber-sumber komputasi yang terpisah menjadi semakin meningkat. Perkembangan ini memungkinkan skala komputasi terdistribusi ditingkatkan lebih jauh lagi secara geografis, melintasi batas-batas domain administrasi yang sudah ada.

Komputer Kuantum

Disini kita akan membahas apa itu Komputer Kuantum. Definisi Komputer Kuantum (dikenal sebagai Quantum Supercomputer) adalah perangkat komputasi yang menggunakan fenomena mekanika kuantum, seperti superposisi dan keterkaitan, untuk melakukan operasi pada data. Kuantum komputer berbeda dari komputer digital berdasarkan transistor. Sedangkan komputer digital membutuhkan data yang sudah di encode menjadi digit biner (bit), yang masing-masing selalu dalam salah satu dari dua keadaan yang pasti (0 atau 1), komputasi kuantum menggunakan qubit (Quantum bit), yang terdapat dalam keadaan superposisi. Menurut Prof. Freddy Permana Zen, M.Sc, D.Sc , komputasi kuantum adalah teori komputasi yang dibangun berdasarkan prinsip-prinsip mekanika kuantum.

Prinsip dasar komputer kuantum adalah bahwa sifat kuantum dari partikel dapat digunakan untuk mewakili data dan struktur data, dan bahwa mekanika kuantum dapat digunakan untuk melakukan operasi dengan data ini. Dalam hal ini untuk mengembangkan komputer dengan sistem kuantum diperlukan suatu logika baru yang sesuai dengan prinsip kuantum. Bidang komputasi kuantum pertama kali diperkenalkan oleh Yuri Manin pada tahun 1980 dan Richard Feynman pada tahun 1982. Sebuah komputer kuantum dengan spins sebagai kuantum bits juga diformulasikan untuk digunakan sebagai space-time kuantum pada tahun 1969. Pada 2014 ini komputasi kuantum masih dalam masa pertumbuhan tetapi percobaan telah dilakukan di mana operasi komputasi kuantum dieksekusi pada sejumlah yang sangat kecil dari qubit. Kedua penelitian praktis dan teoritis dilanjutkan, dan banyak pemerintah nasional dan lembaga pendanaan militer mendukung penelitian komputasi kuantum untuk mengembangkan komputer kuantum untuk tujuan keamanan baik sipil maupun nasional, seperti kriptoanalisis. 

Semua masalah yang dapat diselesaikan pada komputer kuantum dapat diselesaikan pada komputer klasik. Secara khusus, masalah-masalah yang diputuskan menggunakan komputer klasik tetap diputuskan menggunakan komputer kuantum. Apa yang membuat algoritma kuantum menarik adalah bahwa mereka mungkin dapat memecahkan beberapa masalah lebih cepat daripada algoritma klasik. Algoritma yang di pakai dalam Quantum Computer ini ada beberapa macam, seperti algoritma Shor, algoritma Simon, atau algoritma Deutsch-Jozsa merupakan algoritma yang berbasis dari Fourier transform kuantum, berikut akan dijelaskan apa maksud algoritma tersebut.

Algoritma yang berbasis dari Fourier Transform kuantum.
Quantum Fourier transform adalah analog kuantum dari transformasi Fourier diskrit, dan digunakan dalam beberapa algoritma kuantum, berikut adalah beberapa jenis algoritma yang berbasis dari Fourier Transform kuantum:

1. Algoritma Deutsch-Jozsa

• Algoritma Deutsch-Jozsa, algoritma menentukan apakah fungsi f adalah apakah itu konstan (0 pada semua input atau 1 pada semua input) atau seimbang (mengembalikan 1 untuk setengah dari domain input dan 0 untuk setengah lainnya).

2. Algoritma Simon 

• Algoritma Simon memecahkan masalah black-box secara eksponensial lebih cepat daripada algoritma klasik, termasuk bounded-error algoritma probabilistik. Algoritma ini yang dimana akan menghasilkan percepatan eksponensial atas semua algoritma klasik yang kita anggap efisien.

3. Algoritma Shor

• Algoritma Shor memecahkan masalah logaritma diskrit dan masalah faktorisasi integer dalam waktu polinomial, sedangkan algoritma klasik paling terkenal meluangkan waktu super-polinomial. Hal ini juga salah satu algoritma kuantum beberapa yang memecahkan masalah non-black-box dalam waktu polinomial dimana algoritma klasik paling terkenal berjalan dalam waktu super-polinomial.

Sumber:

http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_computer

http://id.wikipedia.org/wiki/Komputer_kuantum

http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_algorithm

http://astrophysicsblogs.blogspot.sg/2013/07/algoritma-quantum-benteng-pertahanan.html

Perkembangan Komputasi Modern serta Implementasi

Komputasi adalah cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma. Hal ini merupakan apa yang disebut dengan teori komputasi, suatu sub-bidang dari ilmu komputer dan matematika. Yang akan kita bahas disini adalah Komputasi Modern berarti Komputasi yang sudah maju seperti jaman sekarang ini komputasi yang sudah menggunakan komputer, tapi kita balik dulu kebelakang apa sih sejarah dari komputasi ini?

Ilmu Komputasi ini ditemukan oleh John Von Neumann, seorang matematikawan dari Hungaria-Jerman yang memberikan kontribusi penting di bidang fisika kuantum, analisis fungsional, teori himpunan, ilmu komputer, ekonomi dan bidang lainnya yang berkaitan dengan matematika. 

John Von Neumann dengan mesin komputasinya

John Von Neumann adalah ilmuan yang meletakkan dasar-dasar komputer modern.Von Neumann telah menjadi ilmuwan besar abad 21. Von Neumann memberikan berbagai sumbangsih dalam bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer  yang di salurkan melalui karya-karyanya. Dia juga merupakan salah satu ilmuwan yang terkait dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II lalu. John Von Neumann ingin komputer dimanfaatkan di semua bidang ilmu pengetahuan, yang dapat lebih bersifat logis dan tepat untuk bidang tersebut karena dia telah mencoba melakukannya. Dengan kontribusi untuk arsitektur komputer, yang menggambarkan bagaimana operasi logis yang diwakili oleh angka-angka yang kemudian dapat dibaca dan diproses, mimpi John Von Neumann banyak yang telah menjadi kenyataan. Hari ini kita memiliki mesin komputasi yang sangat kuat yang digunakan dalam sejumlah bidang ilmiah, serta masih banyak lagi bidang non-ilmiah.

Adapun beberapa macam Komputasi Modern pada jaman sekarang yang masih dipergunakan adalah:

Mobile Computing

Mobile Computing memiliki beberapa penjelasan, salah satunya komputasi bergerak merupakan kemajuan teknologi komputer sehingga dapat berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa menggunakan kabel dan mudah dibawa atau berpindah tempat, tetapi berbeda dengan komputasi nirkabel. Dan berdasarkan penjelasan tersebut, untuk kemajuan teknologi ke arah yang lebih dinamis membutuhkan perubahan dari sisi manusia maupun alat. Dan dapat dilihat contoh dari perangkat komputasi bergerak seperti GPS, juga tipe dari komputasi bergerak seperti smart phone, dan lain sebagainya.

Grid Computing

Grid Computing menggunakan komputer yang terpisah oleh geografis, didistibusikan dan terhubung oleh jaringan untuk menyelasaikan masalah komputasi skala besar.

Cloud Computing

Cloud Computing merupakan kumpulan dari beberapa resources atau gabungan dari teknologi yang terintegrasi menjadi satu dan digunakan melalui web atau bisa disebut internet storage yang dimana kita tidak perlu menggunakan flashdisk atau hardisk untuk menyimpan data, hanya dengan koneksi internet kita bisa menyimpan data pada storage online semacam Dropbox atau Google Drive.

Komputansi Modern mempunyai karakteristik yang terdiri atas 3 macam, yaitu:

1. Komputer-komputer penyedia sumber daya bersifat heterogenous karena terdiri dari berbagai jenis perangkat keras, sistem operasi, serta aplikasi yang terpasang.
2. Komputer-komputer terhubung ke jaringan yang luas dengan kapasitas bandwidth yang beragam.
3. Komputer maupun jaringan tidak terdedikasi, bisa hidup atau mati sewaktu-waktu tanpa jadwal yang jelas.

Komputasi Modern ini digunakan untuk memecahkan masalah antara lain untuk menghitung:

1. Akurasi (big, Floating Point)
2. Kecepatan (Dalam satuan Hz)
3. Problem Volume Besar (Down Sizzing atau Paralel)
4. Modeling (NN & GA)
5. Kompleksitas (Menggunakan Teori Big O)

Berikut adalah beberapa contoh implementasi Komputasi Modern di berbagai bidang, antara lain:

1. Matematika: Penerapan teknik-teknik komputasi matematika meliputi metode numerik, perhitungan matematik yang sangat rumit, dapat diselesaikan dengan cepat. Sehingga bisa cepat mengerjakan pekerjaan yang menggunakan perhitungan matematik yang berskala besar.
2. Fisika: Menyelesaikan permasalahan medan magnet dengan menggunakan komputasi fisika, dalam hal ini menentukan besarnya medan magnet dan membandingkan hubungan antara medan magnet dengan panjang kawat.
3. Kimia: Algoritma dan program komputer dapat digunakan untuk memungkinkan peramalan sifat-sifat atom dan molekul. Kajian komputasi juga dapat dilakukan untuk menjelajahi mekanisme reaksi dan menjelaskan pengamatan pada reaksi di laboratorium, serta memahami sifat dan perubahan pada sistem makroskopis melalui simulasi yang berlandaskan hukum-hukum interaksi yang ada dalam sistem.
4. Ekonomi: Mempelajari titik pertemuan antara ekonomi dan komputasi, meliputi agent-based computational modelling, computational econometrics dan statistika, komputasi keuangan, computational modelling of dynamic macroeconomic systems dan pengembangan alat bantu dalam pendidikan komputasi ekonomi.
5. Geologi: Penganalisaan zat-zat yang terkandung didalam tanah, seperti minyak, mineral, emas dsb.
6. Geografi: Dapat digunakan untuk, memetakan sebuah daerah. contohnya GIS (Geographic Information System) dengan teknologi ini muncul perangkat baru seperi GPS, yang memudahkan dalam pencarian rute perjalanan.

Referensi:

http://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi

http://asrynicupacup.blogspot.com/2012/04/perkembangan-komputasi.html

http://belajar-pemrograman2.blogspot.com/2013/03/cloud-computing.html

http://bankzbilly.blogspot.com/2014/03/perkembangan-komputasi-modern-dan.html